Химические «ужасы» про окрашивание волос. И, кстати, хна их не лечит

Краска для волос из оксида графена, отличающаяся, по словам разработчиков, особой стойкостью, вызвала большой интерес. Однако важна также проблема безопасности компонентов, входящих в состав краски. Итак, какие соединения используют в красках для волос, и есть ли у популярных мифов о природных красителях рациональная основа.

Волосы образованы тремя слоями отмерших клеток, заполненных эластичным, нерастворимым в воде белком кератином. Внутри волоса кератиновые клетки расположены хаотично и неплотно. Они удерживаются извне слоем вытянутых клеток, называемых кортексом. Снаружи волос покрыт кутикулой – десятью слоями ороговевших клеток, словно крыша черепицей. Благодаря такому строению волосы растут длинными и гладкими. Цвет им обеспечивает пигмент меланин, который содержится в кортексе.

Чтобы окрасить волосы, нужно сначала их осветлить, а это сугубо химический процесс, потому что речь идет о растворении меланина. С этим справляются окислители – перекись водорода или вещества, служащие ее источником. После того как волосы обесцвечены, можно применять тональный краситель. В самом простом случае он просто впитывается в волосы, заполняя пустоты в чешуйках кутикулы.

"В этом варианте краска держится не очень прочно, чем и объясняется эффект легкого изменения оттенка волос после того, как пару раз помыли голову с шампунем. Обычно на третий раз все физически связанные с волосами красители вымываются, и дальше, пока не отрастут корни, цвет волос не меняется", – поясняет Аркадий Курамшин, доцент Химического института Казанского федерального университета. 

Большая часть красителей – это азотсодержащие соединения, которые получают из производных органического вещества – анилина. Чаще всего используют парафенилендиамин. Это бесцветное вещество, не существующее в природе. На воздухе и в присутствии влаги оно легко окрашивает соприкасавшиеся с ним кожу или одежду в темно-синий цвет. При соединении же с окислителем становится коричневым.

Если к окисленному парафенилендиамину добавить резорцин, получится желто-зеленоватый цвет. С метааминофенолом он станет светло-коричневым, с 2-метил-5-аминофенолом – пурпурным.

Чтобы добиться черного цвета, ученые из США и Китая взяли аскорбиновую кислоту в качестве окислителя и оксид графена как пигмент. Им также понадобился хитозан, который образовывал коллоидный раствор и плотно обволакивал волос.

Но это особый случай – чаще всего в состав добавляют сшивающий агент, чтобы красящий пигмент соединился с кератином посредством химических связей. В этом качестве могут выступать полифенолы растительного происхождения, которые содержатся, к примеру, в масле виноградных косточек или фруктовой кислоте.

"Полифенолы давно используют в окраске тканей как "дубители" – вещества, придающие цвету устойчивость. По сути, это связующие агенты, обеспечивающие химическое связывание окрашенных веществ с волосом, а не просто физическую сорбцию в пустоты между чешуйками кутикулы", – говорит Аркадий Курамшин.

Кроме того, водонерастворимые масла придают волосам блеск и шелковистость. С этой же целью в краску добавляют, например, силиконовые олигомеры. Но поскольку они просто впитываются в волосы, не образуя стойких химических связей, – смываются шампунями за несколько раз.

В состав краски для волос входит также аммиак. Он создает щелочную среду, в которой плотный кератин набухает, чешуйки расслаиваются, пропуская внутрь красящие вещества и сшивающий агент. Проблема в том, что кератин в щелочной среде разрушается, а значит, ослабевает кутикула, защищающая волос. Поэтому в последнее время используют менее сильные щелочи, например этаноламин.

Перекись водорода, аммиак и этаноламин в больших дозах раздражают кожу. Вот почему волосы надо красить в резиновых перчатках. Парафенилендиамин токсичен и способен вызвать аллергию. Ничуть не менее опасны в этом отношении и природные красители – хна, басма, маньчжурский орех: в них тоже могут быть вещества, порождающие аллергическую реакцию.

"Мнение о том, что хна "лечит" волосы – миф. Хна покрывает волос, сорбируясь на кутикулах, "склеивает их". В результате волосы приобретают жесткость, но теряют эластичность и начинают ломаться. Хну не смыть с волос, избавиться от нее можно лишь с помощью стрижки", – заключает Аркадий Курамшин.